Давайте обозначим скорость, с которой вторая труба пропускает воду, как ( x ) литров в минуту. Тогда первая труба пропускает ( x - 6 ) литров в минуту.
Из условия задачи мы знаем, что резервуар объёмом 140 литров первая труба заполняет на 3 минуты дольше, чем вторая труба. Это можно выразить следующим образом:
Время, за которое вторая труба заполняет резервуар:
[
\frac{140}{x}
]
Время, за которое первая труба заполняет резервуар:
[
\frac{140}{x - 6}
]
По условию, первая труба заполняет резервуар на 3 минуты дольше, чем вторая труба:
[
\frac{140}{x - 6} = \frac{140}{x} + 3
]
Теперь решим это уравнение. Сначала избавимся от дробей, умножив всё уравнение на ( x(x - 6) ):
[
140x = 140(x - 6) + 3x(x - 6)
]
Упростим уравнение:
[
140x = 140x - 840 + 3x^2 - 18x
]
Сократим ( 140x ) с обеих сторон:
[
0 = 3x^2 - 18x - 840
]
Разделим всё уравнение на 3, чтобы упростить его:
[
x^2 - 6x - 280 = 0
]
Решим квадратное уравнение с помощью дискриминанта:
[
D = b^2 - 4ac = (-6)^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-280) = 36 + 1120 = 1156
]
Корень из дискриминанта:
[
\sqrt{1156} = 34
]
Теперь найдём корни уравнения:
[
x_{1,2} = \frac{-b \pm \sqrt{D}}{2a} = \frac{6 \pm 34}{2}
]
Получаем два решения:
[
x_1 = \frac{6 + 34}{2} = 20
]
[
x_2 = \frac{6 - 34}{2} = -14
]
Поскольку скорость не может быть отрицательной, мы берём ( x = 20 ).
Таким образом, вторая труба пропускает 20 литров в минуту, а первая труба, соответственно, пропускает:
[
20 - 6 = 14 \text{ литров в минуту}
]
Ответ: Первая труба пропускает 14 литров воды в минуту.